EP0201379B1 - Procédé et système de pilotage en basculement d'un récipient basculant contenant du métal liquide - Google Patents

Procédé et système de pilotage en basculement d'un récipient basculant contenant du métal liquide Download PDF

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EP0201379B1
EP0201379B1 EP86400738A EP86400738A EP0201379B1 EP 0201379 B1 EP0201379 B1 EP 0201379B1 EP 86400738 A EP86400738 A EP 86400738A EP 86400738 A EP86400738 A EP 86400738A EP 0201379 B1 EP0201379 B1 EP 0201379B1
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EP
European Patent Office
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magnitude
tilting
representative
weight
metal
Prior art date
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EP86400738A
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Eric Dubreux
Guy Benoit
Jacques Blum
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Vallourec SA
Original Assignee
Vallourec SA
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Publication date
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Application filed by Vallourec SA filed Critical Vallourec SA
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/06—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
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    • F27B3/065—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement tiltable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to regulating a flow of liquid metal from a first container to a second container. It applies in particular to the regulation of the flow of a mass of liquid steel pouring out of a tilting furnace, of the generally electric type, into a ladle.
  • the subject of the invention is therefore an automatic control of tilting operations, the operator then having only a monitoring role.
  • the advantage of such a tilting automation is that it no longer requires human intervention except in the event of a failure of a control system intended for this automation.
  • the steel flow rate can be regulated with flexibility and precision, or even kept constant, while the mass of metal contained in the furnace can be preserved from any untimely turbulence (the aforementioned risks of explosion can thus be limited. ).
  • the duration of ladle pouring can moreover be well controlled, which is very advantageous with regard to the ladling of treatment additions of any suitable type. It should be noted that the control of the pouring conditions makes it possible in particular to maintain in an acceptable range the quantity of slag which passes through the ladle.
  • the invention also aims to provide these advantages in a simple and reliable manner, allowing easy operation and maintenance.
  • the object of the invention is also to make it possible to easily determine with precision the moment when the oven must be straightened so as to pour a predetermined quantity of metal into the pocket.
  • the invention proposes, in a very broad definition, a method for controlling the tilting of a tilting container containing a mass of liquid metal with a view to a controlled discharge of this mass, characterized in that it is controlled a first quantity representative of the angular position of the tilting container with respect to a reference position to a second quantity representative of the weight of metal spilled at a given time according to a setpoint law giving the evolution of this second quantity of function of time, this law being predetermined or determinable in a predetermined manner.
  • the invention makes it possible to satisfy the aforementioned advantages even when, in the case of a steel casting, it is a question of handling a very large mass (which can reach or even exceed a hundred tonnes) brought to a very high temperature (above 1500 ° C).
  • the setpoint parameters are defined during an initial phase of the discharge; in an advantageously simplified version of the invention, the setpoint law is of the linear type; the tilting container is preferably straightened when the weight of the quantity of metal spilled reaches a predetermined threshold.
  • the quantity representative of the weight of the quantity of metal spilled at a given moment is preferably a measure of this weight itself, while the quantity representative of the angular position of the tilting container is advantageously a quantity characteristic of the configuration of the operating parts of this container.
  • the invention further provides a device for piloting a tilting container containing a mass of liquid metal with a view to its discharge with a controlled flow rate, suitable for implementing the above-mentioned method, characterized in that it comprises a first measurement assembly sensitive to a first quantity representative of the angular position of the tilting container, a second measurement assembly sensitive to a second quantity representative of the weight of the second container and a control and servo device adapted to control the position of organs operating associated with the tilting container so as to enslave the first representative quantity to the second representative quantity according to a setpoint law imposing the evolution over time of this second representative quantity.
  • the means sensitive to a quantity representative of the weight of metal spilled at a given time are preferably constituted by a weighing assembly on which said second container rests while the means sensitive to a quantity representative of the angular position of the first container pient are advantageously formed of a detection assembly adapted to detect a characteristic quantity of the configuration of operating members associated with said first container.
  • This single figure represents a tilting oven (1) containing a mass of molten metal (not shown), such as a steel bath, which is to be poured or poured into a pocket (2).
  • the tilting oven (1) has a convex base (3) adapted to roll without sliding on a base (4) thanks, in practice, to complementary gear means (5) and (6), such as racks, mounted respectively on the base (4) and under the base (3).
  • the oven (1) is controlled in tilting by operating members constituted by jacks (7) articulated on the base (3) and comprising a piston (7A) whose free end is articulated on the ground (8).
  • Each cylinder (7) receives a supply line for hydraulic control fluid (shown diagrammatically by a dashed line (9)) which is part of a hydraulic supply circuit (not shown).
  • the oven (1) has a laterally projecting part (10) such as a pouring spout through which the mass of molten metal can flow into the pocket (2) according to the arrow (A).
  • the pouring spout can be of any known type with, for example, a channel connecting to the side wall of the furnace body under an orifice of appropriate size (not shown) formed in this wall.
  • the laterally projecting part constitutes a sort of lateral protuberance of the side wall of the furnace provided, in a lower wall as proposed for example in document FR-2,535,835 cited above, with a pouring orifice provided a shutter mechanism allowing a flow of the mass of molten metal of the type shown diagrammatically by the dashed arrow (B).
  • the pocket (2) into which the jet of molten metal from this protruding part (10) ends is supported by a cradle (11) provided with two vertical arms (11 A) in which are received pins (2A) arranged in projecting manner at the top of the pocket (2).
  • the cradle is in practice loaded on a mobile carriage (12).
  • a first measuring assembly is associated with the tilting furnace (1) so as to take up at any time a quantity (L) representative of the angular position of this furnace (defined with respect to a reference position or orientation) while a second measurement assembly is associated with the pocket (2) so as to take note at all times of a quantity (M) representative of the quantity of liquid metal already spilled;
  • these measuring assemblies are connected to a control and servo device adapted to take into account measurement signals coming from said measuring assemblies and, by action on the hydraulic supply circuit of the jacks (7), by means of valves for example, to control the quantity representative of the angular position to the quantity representative of the weight of metal already spilled according to a predetermined setpoint law indicating the evolution over time of this quantity representative of the weight.
  • At least one of the jacks (7) is advantageously provided with a reel extension sensor (13) conventionally comprising a potentiometer delivering to the device (14) for monitoring and control, by a line (15), a signal representative of the instantaneous extension of said jack.
  • a weighing system (16) is also arranged between the cradle (11) and the platform of the carriage (12) on which this cradle rests; this system is for example made up of electronic weighing sensors of conventional type, adapted to deliver to the device (14) for control and servo-control, along a line (17) a signal representative of the weight of the cradle, of the pocket (2 ) and the amount of metal already poured into it; taking into account the movable nature of the carriage (12) and the cradle (11 and therefore of the weighing system (16), the line (17) connecting this weighing system to the device (14) for control and servo-control comprises a fixed section, connected to this device (14), and a removable section, connected to the system (16) and adapted to be connected or disconnected from the fixed section by a connecting element (17A).
  • the control and control device (14) in practice comprises calculation means, such as a microcomputer into which have been introduced, in addition to a control program, information concerning the aforementioned setpoint law.
  • the information may consist of data allowing a point-by-point reconstruction of this deposit law; it is then predetermined.
  • the invention recommends that this setpoint law be introduced beforehand in the calculation means in the form of a mathematical function of predetermined type (for example of linear type). If its parameters are predetermined, the law is itself predetermined.
  • the parameters of this law are advantageously redefined empirically, according to a pre-established method, at the start of each new bag filling cycle; the setpoint law can then be determined in a predetermined manner.
  • the invention thus proposes the following sequence of operations, for each filling cycle of a bag.
  • the invention further recommends that the likelihood of the pairs of values that the two representative quantities taken at each instant take at all times be tested continuously. This likelihood is in practice monitored by comparison with series of value pairs collected during preliminary calibration tests.
  • the magnitude representative of the instantaneous tilting of the tilting furnace can be chosen equal to this tilting itself (with the use of all appropriate measurement means).
  • the quantity representative of the weight already poured into the pocket can be taken equal to (or representative of) the derivative of this weight (of which successive values are stored over time to calculate the weight itself), or still the height of metal in the pocket.
  • the capacity of the furnace is approximately 85 tonnes, and the discharge of this mass through a 180 mm pouring orifice. of diameter formed in the projecting part of the furnace is carried out at a flow rate of approximately one ton / s.
  • the time interval corresponding to the determination of the slope of the linear setpoint law is approximately 5 seconds (for a given inclination of the furnace) which is a sufficiently short duration to allow the determination of an exploitable and probable value of the slope of the setpoint law.
  • the relays are for example mounted in parallel on potentiometers connected in series between two potential terminals on either side of the reference potentiometer of the aforementioned control equipment. Depending on whether the "upper” or “lower” relay opens, the reference potential decreases or increases.

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Description

  • La présente invention concerne la régulation d'un débit de métal liquide depuis un premier récipient vers un second récipient. Elle s'applique notamment à la régulation du débit d'une masse de'acier liquide se déversant d'un four basculant, de type généralement électrique, dans une poche de coulée.
  • Jusqu'à présent, dans les aciéries, le basculement d'un four à arc électrique basculant lors d'une coulée est contrôlé de façon visuelle manuelle : un opérateur pilote "à vue" une valve de régulation d'un débit hydraulique alimentant des vérins de manoeuvre en basculement du four.
  • Une telle procédure se révèle conduire à des variations par à-coups de l'inclinaison du four et de brusques variations dans le débit d'écoulement de l'acier; des mouvements intempestifs de l'ensemble de la masse d'acier contenue dans le four peuvent en outre, à la manière de vagues, amener l'acier en contact avec des éléments de refroidissement disposés à la partie supérieure du four, d'où des risques d'explosion.
  • L'invention a ainsi pour objet une commande automatique des opérations de basculement, l'opérateur n'ayant plus alors qu'un rôle de surveillance.
  • Une telle automisation du basculement a pour avantage de ne plus requérir d'intervention humaine qu'en cas de défaillance d'un système de pilotage destiné à cette automatisation. En outre le débit d'écoulement d'acier peut être régulé avec souplesse et précision, voire maintenu constant, tandis que la masse de métal contenue dans le four peut être préservée de toute turbulence intempestive (les risques d'explosion précités peuvent ainsi être limités). La durée de la coulée en poche peut par ailleurs être bien maîtrisée ce qui est très avantageux pour ce qui est de la mise en poche d'additions de traitement de tout type approprié. Il est à noter que la maîtrise des conditions de coulée permet notamment de maintenir dans une gamme acceptable la quantité de laitier qui passe en poche. Dans le cas par exemple d'un four à arc du type proposé par la demande de brevet FR-2.535.835, adapté à une coulée "par le fond" à la faveur d'un trou de coulée obturable ménagé dans le fond d'une partie radialement saillante du four, une automatisation du basculement permet de maintenir une hauteur de métal sensiblement constante au dessus de ce trou de coulée, ce qui est apparu nécessaire pour éviter l'apparition d'un phénomène parasite de tourbillon (ou vortex).
  • On connait déjà, par le document FR 1 376 856, un procédé pour vider automatiquement d'un creuset basculable de métaux en fusion, selon lequel diverses phases préprogrammées sont déclenchées par un capteur qui détecte l'apparition ou la disparition du jet de coulée, et par un capteur adapté à détecter la fin du remplissage d'un moule ou lingotière (ou poche de coulée) lorsque le métal déversé atteint soit un niveau prédéterminé, soit une masse prédéterminée. Mais ce document ne propose pas de réelle régulation permanente de débit.
  • L'invention a également pour objet de procurer ces avantages d'une manière simple et fiable, permettant une exploitation et une maintenance aisées.
  • L'invention a encore pour objet de permettre de manière aisée de déterminer avec précision le moment où le four doit être redressé en sorte de couler dans la poche une quantité prédéterminée de métal.
  • L'invention propose à cet effet, dans une définition très large, un procédé de pilotage en basculement d'un récipient basculant contenant une masse de métal liquide en vue d'un déversement contrôlé de cette masse, caractérisé en ce que l'on asservit une première grandeur représentative de la position angulaire du récipient basculant par rapport à une position de référence à une second grandeur représentative du poids de métal déversé à un moment donné selon une loi de consigne donnant l'évolution de cette seconde grandeur de fonction du temps, cette loi étant prédéterminée ou déterminable d'une manière prédéterminée.
  • Il convient de noter que l'invention permet de satisfaire les avantages précitées même lorque, dans le cas d'une coulée d'acier, il s'agit de manipuler une masse très importante (pouvant atteindre voire dépasser une centaine de tonnes ) portée à une température très élevée (supérieure à 1500°C).
  • Selon les dispositions préférées de l'invention, les paramètres de consigne sont définis lors d'une phase initiale du déversement; dans une version avantageusement simplifiée de l'invention la loi de consigne est de type linéaire; le récipient basculant est de préférence redressé lorsque le poids de la quantité de métal déversé atteint un seuil prédéterminé. La grandeur représentative du poids de la quantité de métal déversé à un moment donné est, de manière préférée, une mesure de ce poids lui-même tandis que la grandeur représentantive de la position angulaire du récipient basculant est avantageusement une grandeur caractéristique de la configuration des organes de manoeuvres de ce récipient.
  • L'invention propose en outre un dispositif de pilotage d'un récipient basculant contenant une masse de métal liquide en vue de son déversement avec un débit contrôlé, adapté à la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce qu'il comporte un premier ensemble de mesure sensible à une première grandeur représentative de la position angulaire du récipient basculant, un second ensemble de mesure sensible à une seconde grandeur représentative du poids du second récipient et un dispositif de contrôle et d'asservissement adapté à contrôler la position d'organes de manoeuvre associées au récipient basculant en sorte d'asservir la première grandeur repréesentative à la second grandeur représentative selon une loi de consigne imposant l'évolution au cours du temps de cette seconde grandeur représentative.
  • Les moyens sensibles à une grandeur représentative du poids de métal déversé à un moment donné sont de préférence consitués par un ensemble de pesage sur lequel repose ledit second récipient tandis que les moyens sensibles à une grandeur représentative de la position angulaire du premier récipient sont avantageusement formés d'un ensemble de détection adapté à relever une grandeur caractéristique de la configuration d'organes de manoeuvre associés audit premier récipient.
  • Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif non limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue schématique en élévation d'un ensemble (four électrique basculant) - (poche de coulée) auquel est appliquée l'invention.
  • Cette figure unique représente un four basculant (1) contenant une masse de métal en fusion (non représentée), telle qu'un bain d'acier, qu'il s'agit de déverser ou couler dans une poche (2). Le four basculant (1) comporte une embase convexe (3) adaptée à rouler sans glisser sur un socle (4) grâce, en pratique, à des moyens complémentaires d'engrenage (5) et (6), tels que des crémaillères, montés respectivement sur le socle (4) et sous l'embase(3).
  • Le four (1) est commandé en basculement par des organes de manoeuvre constitués par des vérins (7) articulés sur l'embase (3) et comportant un piston (7A) dont l'extrémité libre est articulée au sol (8). A chaque vérin (7) parvient une canalisation d'amenée de fluide hydraulique de commande (schématisée par une ligne (9) en tiretés) qui fait partie d'un circuit d'alimentation hydraulique (non représenté).
  • Le four (1) comporte une partie latéralement saillante (10) telles qu'un bec verseur par lequel la masse de métal fondu peut s'écouler dans la poche (2) selon la flèche (A). Le bec verseur peut être de tout type connu avec par exemple une rigole se raccordant à la paroi latérale du corps du four sous un orifice de taille appropriée (non représenté) ménagé dans cette paroi. Selon une variante non représentée, la partie latéralement saillante constitue une sorte d'excroissance latérale de la paroi latérale du four munie, dans une paroi inférieure comme le propose par exemple le document FR-2.535.835 précité, d'un orifice de coulée doté d'un mécanisme d'obturation autorisant un écoulement de la masse de métal en fusion du type schématisé par la flèche (B) en tiretés.
  • La poche (2) dans laquelle aboutit le jet de métal fondu provenant de cette partie saillante (10) est supportée par un berceau (11) muni de deux bras verticaux (11 A) dans lesquels sont reçus des tourillons (2A) disposés en saillie à la partie supérieure de la poche (2). Le berceau est en pratique chargé sur un chariot mobile (12).
  • Ces dispositions classiques, sont du domaine de la compétence d'un homme du métier et ne seront pas détaillées plus avant.
  • Selon l'invention un premier ensemble de mesure est associé au four basculant (1) en sorte de relever à chaque instant une grandeur (L) représentative de la position angulaire de ce four (définie par rapport à une position ou une orientation de référence) tandis qu'un second ensemble de mesure est associé à la poche (2) en sorte de relever à chaque instant une grandeur (M) représentative de la quantité de métal liquide déjà déversé; ces ensembles de mesure sont connectés à un dispositif de contrôle et d'asservissement adapté à prendre en compte des signaux de mesure provenant desdits ensembles de mesure et, par action sur le circuit d'alimentation hydraulique des vérins (7), au moyen de vannes de régulation par exemple, à asservir la grandeur représentative de la position angulaire à la grandeur représentative du poids de métal déjà déversé selon une loi de consigne préétablie indiquant l'évolution au cours du temps de cette grandeur représentative du poids.
  • Dans l'exemple considéré à la figure unique, l'un au moins des vérins (7) est avantageusement muni d'un capteur d'extension à enrouleur (13) comportant de façon classique un potentiomètre délivrant au dispositif (14) de contrôle et d'asservissement, par une ligne (15), un signal représentatif de l'extension instantanée dudit vérin. Un système de pesage (16) est par ailleurs disposé entre le berceau (11) et la plate-forme du chariot (12) sur laquelle repose ce berceau; ce système est par exemple constitué de capteurs électroniques de pesage de type classique, adaptés à délivrer au dispositif (14) de conrôle et d'asservissement, selon .une ligne (17) un signal représentatif du poids du berceau, de la poche (2) et de la quantité de métal déjà déversée dans cette dernière; compte tenu du caractère mobile du chariot (12) et du berceau (11 et donc du système de pesage (16), la ligne (17) de liaison de ce système de pesage au dispositif (14) de contrôle et d'asservissement comporte un tronçon fix, relié à ce dispositif (14), et un tronçon amovible, relié au système (16) et adapté à être connecté ou déconnecté du tronçon fixe par un élément de raccordement (17A).
  • Le dispositif (14) de contrôle et d'asservissement comporte en pratique des moyens de calcul, tels qu'un micro-ordinateur dans lequel ont été introduites, outre un programme d'asservissement, des informations concernant la loi de consigne précitée. Les informations peuvent consister en des données permettant une reconsitution point par point de cette loi de consigne; elle est alors prédéterminée.
  • L'invention préconise toutefois que cette loi de consigne soit introduite au préalable dans les moyens de calcul sous la forme d'une fonction mathématique de type prédéterminé (par exemple de type linéaire). Si ses paramètres sont prédéterminés la loi est elle-même prédéterminée. Les paramètres de cette loi sont avantageusement redéfinis de façon empirique, selon une méthode préétablie, au début de chaque nouveau cycle de remplissage d'une poche; la loi de consigne est alors déterminable d'une manière prédéterminée.
  • Dans l'exemple considéré l'invention propose ainsi la suite d'opérations suivantes, pour chaque cycle de remplissage d'une poche.
    • - éventuelle pré-inclinaison du four basculant selon un angle donné en évitant ou empêchant tout déversement de métal;
    • - début de coulée à un instant donné avec un basculement contrôlé progressif obéissant à des indications préétablies (par exemple selon une vitesse angulaire constante du four, ou selon une vitesse constante d'extension des vérins); ce basculement peut être supprimé en cas de coulée par le fond;
    • - mesure de la variation de poids à M enregistrée par le système de pesage (16) au cours d'un intervalle de temps donné àt;
    • - détermination complète de la loi de consigne dont la forme mathématique a été préalablement stockée; dans le cas d'une loi linéaire correspondant à un remplissage de la poche à un débit constant, la pente de cette loi est donnée par le rapport àM/àt;
    • - après cette phase intermédiaire, mesures successives du poids et comparaison de celles-ci à des valeurs calculées à partir de la loi de consigne, et correction appropriée du débit d'alimentation des vérins dans un sens adapté à réduire l'amplitude de l'écart constaté;
    • - comparaison de ces mesures successives du poids à un seuil de poids maximum et commande ou rétraction des vérins pour redresser le four basculant;
    • - contrôle de la cinétique de redressement du four en sorte de suivre une loi cinétique préétablie, correspondant de préférence à une vitesse angulaire variant avec l'angle instantané d'inclinaison (d'abord rapide, puis lente, par exemple).
  • Lorsque les grandeurs représentatives du poids de métal versé et de l'inclinaison du four ne sont pas celles qui sont proposées dans l'exemple qui vient d'être décrit, les détails de la procédure automatique à suivre se déduisent aisément de ce qui précède.
  • Pour des raisons de sécurité l'invention préconise en outre que l'on teste en permanence la vraisemblance des couples de valeur que prennent à chaque instant les deux grandeurs représentatives considérées. Cette vraisemblance est en pratique surveillée par comparaison avec des séries de couples de valeur recueillies au cours d'essais préalables d'étalonnage.
  • Il va de soi que la description qhi précède n'a été proposée qu'à titre indicatif non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. Aussi la grandeur représentatives de l'inclinaison instantanée du four basculant peut être choisie égale à cette inclinaison elle-même (avec mise en oeuvre de tous moyens de mesure appropriés). D'autre part la grandeur représentative du poids déjà déversé dans la poche peut être prise égale à (ou représentative de) la dérivée de ce poids (dont on stocke des valeurs successives au cours du temps pour calculer le poids lui-même), ou encore la hauteur de métal dans la poche. Enfin du point de vue sécurité, il peut être préféré de vérifier la vraisemblance de l'évolution au cours du temps de la grandeur représentative du poids de métal déversé.
  • A titre d'exemple d'application de l'invention à une coulée d'acier en poche, la contenance du four est de 85 tonnes environ, et le déversement de cette masse au travers d'un orifice de coulée de 180 mm. de diamètre ménagé dans la partie saillante du four s'effectue à un débit d'environ une tonne/s. L'intervalle de temps correspondant à la détermination de la pente de la loi linéaire de consigne est d'environ 5 secondes (pour une inclinaison donnée du four) ce qui est une durée suffisamment faible pour permettre la détermination d'une valeur exploitable et vraisemblable de la pente de la loi de consigne.
  • A titre d'exemple plus précis, la procédure de pilotage en basculement d'un four, selon une loi linéaire, s'opère comme suite :
    • - vérification de ce qu'une poche 2 est en place,
    • - préréglage de la vitesse de basculement du four (référence fix en fonctionnement automatique, réglage manuel par potentiomètre en fonction du diamètre du trou en fonctionnement semi-automatique),
    • - affichage du poids voulu en poche PP par exemple sur roues codeuses,
    • - vérification de ce que PP enregistré est bien compris entre deux bornes possible (par exemple 70 et 95 t),
    • -ouverture du clapet de coulée,
    • - blocage des interruptions,
    • - mémorisation de la tare-chariot TA et de PP,
    • - verrouillage du clapet ouvert,
    • - poids minimum en poche (5t par exemple),
    • - armement d'une temporisation (T2),
    • - lecture du poids P1 et mémorisation,
    • - déclenchement de la temporisation (T2 = 10s par exemple),
    • - lecture du poids P2,
    • - calcul du poids d'échantillonnage PE = (P2 - P1) x n/500, n étant le nombre de 1/100 s programmés pour l'échantillonnage, puis mémorisation de PE,
    • - lecture du poids théorique P et calcul de bornes P+ = P+x et P- = P-x (x étant une valeur d'écart admissible par rapport à la courbe théorique, à régler lors d'essais),
    • - déblocage des interruptions,
    • - cycles itératifs au cours desquels : on mesure (et on affiche) le poids en poche PT - TA (PT étant le poids total), on le compare au poids désiré (s'il y a égalité on remonte le four) puis on surveille un compteur ; lorsque ce dernier arive à η, on provoque une interruption, on rajoute PE aux précédentes valeurs P+ et P-, on mesure le poids Pn et on le compare aux nouvelles valeurs P+ et P- ; si Pn est compris entre cas valeurs, on arrête l'interruption et on commence un nouveau cycle avec remise à zéro du compteur ; sinon on actionnne des relais adaptés à agir sur le potentiomètre de référence d'un équipement de commande de la valve proportionnelle commandant le vérin 7, dans un sens adapté à augmenter ou réduire le débit, selon le cas, puis on arrête l'interruption et on commence un nouveau cycle avec remise à zéro du compteur.
  • Les relais sont par exemple montés en parallèle sur des potentiomètres montés en série entre deux bornes de potentiel de part et d'autre du potentiomètre de référence de l'équipement de commande précité. Selon que le relais "supérieur" ou "inférieur" s'ouvre, le potentiel de référence diminue ou augmente.

Claims (11)

1. Procédé de pilotage en basculement d'un récipient basculant contenant une masse de métale liquide en vue d'un déversement contrôlé de cette masse, dans lequel on asservit (14) une première grandeur (L) représentative de la position angulaire du récipient basculant par rapport à une position de référence à une second grandeur (M) représentative du poids de métal déversé à un moment donné selon une loi de consigne donnant l'évolution de cette seconde grandeur en fonction du temps, cette loi étant prédéterminée ou déterminable d'une manière prédéterminée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la loi de consigne est déterminée au cours d'une phase initiale du déversement, par identification des paramètres d'une fonction mathématique de type imposé, à partir de la mesure de la variation de la second grandeur représentative (M) pendant un intervalle de temps prédéterminé.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que cette loi de consigne est de type linéaire, ce qui correspond à un débit constant de déversement de métal.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on commande un redressement du four basculant (1) lorsque ladite seconde grandeur prédéterminée atteint un seuil prédéterminé.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on teste en permanence la vraisemblance des couples de valeurs prises par les première et seconde grandeurs représentatives par référence à une série de couples de valeurs préalablement déterminés par étalonnage.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que ladite seconde grandeur représentative (M) est le poids de métal déversé.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite seconde grandeur représentative est la dérivée en fonction du temps du poids de métal déversé.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite première grandeur représentative (L) est une grandeur caractéristique de la configuration instantanée d'organes de manoeuvre associé au récipient basculant.
9. Dispositif de pilotage en basculement d'un récipient basculant contenant une masse de métal liquide en vue de déversement de cette masse dans un second récipient (2) à un débit contrôlé, comportant un premier ensemble de mesure (13) sensible à une première grandeur représentative de la position angulaire du récipient basculant, un second ensemble de mesure (16) sensible à une seconde grandeur représentative du poids du second récipient (2) et un dispositif (14) de contrôle et d'asservissement adapté à contrôler la position d'organes de manoeuvre (7) associés au récipient basculant en sorte d'asservir la première grandeur représentative à la seconde grandeur représentative selon une loi de consigne imposant l'évolution au cours du temps de cette seconde grandeur représentative.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier ensemble de mesure (13) est sensible à la position instantanée desdits organes de manoeuvre (7) associés au récipient basculant.
11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le second ensemble de mesure (16) comporte des éléments de pesage embarqués sur un chariot (12).
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